Miksi korroosionesto ratkaisee putkiston käyttöiän
Putket kuljettavat raakaöljyä, tuotettua vettä ja siihen liittyvää kaasua pitkiä matkoja, ja putken seinämä on ainoa este tuotteen ja ympäristön välillä. Teollisuuden arvioiden mukaan korroosion vuoksi romutetun maanalaisen öljy- ja kaasuputkiteräksen osuus on noin 30 prosenttia vuotuisesta tuotannosta, mikä selittää, miksi korroosiontorjunta hallitsee putkien eheysbudjetteja. Vuoto ei saastuta vain maaperää ja pohjavettä; se myös pysäyttää läpimenon ja altistaa operaattorin erittäin suurille-siivous- ja korjauskustannuksille.
Ennaltaehkäisy alkaa siis suunnitteluvaiheessa. Seinänpaksuusvara, teräslaji, pinnoitusjärjestelmä, sisäinen käsittely ja valvontasuunnitelma valitaan yhdessä siten, että putkilinja täyttää suunnitellun käyttöiän reitin erityisissä nestekemian ja maaperän olosuhteissa.
Öljyputkista löydetyt korroosiomekanismit
Useimmat vahingot aiheuttavat kaksi mekanismiperhettä.
Sähkökemiallinen korroosio. Valmistetut nesteet sisältävät usein hiilidioksidia ja rikkivetyä. Liuennut hiilidioksidi muodostaa hiilihappoa ja syövyttää teräksen pintaa prosessissa, jota yleensä kuvataan makeakorroosioksi, kun taas rikkivety ajaa hapankorroosiota ja voi myös aiheuttaa vetyrakkuloita ja sulfidijännityshalkeilua. Molemmat reaktiot tarvitsevat elektrolyyttiä, joten ne keskittyvät sinne, missä vapaata vettä kerääntyy.
Paikallinen korroosio. Seinien tasaisen ohentamisen sijaan paikallinen hyökkäys keskittyy pienille alueille ja tunkeutuu nopeasti. Tyypillisiä muotoja ovat jännityskorroosiohalkeilu, rakokorroosio, galvaaninen korroosio erilaisten metallien välillä, vedyn aiheuttamat vauriot ja painesyklin aiheuttama korroosioväsyminen.
Ulkoinen korroosio kulkee eri reittiä. Pinnoitevauriot, pinnoitteen hajoaminen, hajavirta ja aggressiivinen maakemia luovat pieniä anodisia alueita, jotka syöpyvät paljon nopeammin kuin ympäröivä putki, minkä vuoksi ulkoiset viat liittyvät usein pinnoituspyhiin kuin yleiseen seinän katoamiseen.
Sisäiset korroosiontorjuntatoimenpiteet
Sisäinen valvonta yhdistää kemiallisen käsittelyn fysikaalisiin esteisiin ja toimintakuriin.
| Mitata | Mitä se tekee | Tyypillinen sovellus |
|---|---|---|
| Korroosionestoaineen ruiskutus | Muodostaa teräksen pintaan kalvon, joka hidastaa sähkökemiallista reaktiota | Jatkuva annostelu kaivonpäässä tai putkilinjan injektiopisteessä |
| Sisäinen epoksivuori | Eristää teräksen nesteestä ja vähentää kitkahäviöitä | Veden ruiskutuslinjat, keräyslinjat, virtauslinjat |
| Biosidin annostelu | Hallitsee sulfaattia vähentäviä bakteereja, jotka tuottavat sulfidia paikallisesti | Putket, joissa on pysähtyneitä osia tai pitkiä{0}}pysäytysjaksoja |
| Kuivuminen ja sikautuminen | Poistaa vapaan veden ja kerrostumat, joten elektrolyyttikalvoa ei jää jäljelle | Märkäkaasu- ja monivaihejohdot |
| Materiaalin päivitys | Käyttää korkeampaa laatua tai korroosionkestävää metalliseosta, jos neste on ankaraa | Korkea hiilidioksidin tai rikkivedyn osapaine |
Inhibiittorin valinnan on vastattava todellista nestettä. Makeassa järjestelmässä hyvin toimiva tuote voi olla tehoton happamassa, joten annostusmäärät vahvistetaan yleensä laboratoriotesteillä ja kentällä suoritettavalla kuponkivalvonnalla ennen niiden vahvistamista.
Ulkoiset korroosiontorjuntatoimenpiteet
Ulkoinen suojaus yhdistää normaalisti sulkupinnoitteen katodisuojaukseen, koska kumpikaan mitta ei toimi luotettavasti yksinään. Yleisiä pinnoitusjärjestelmiä ovat kolmikerroksinen polyeteeni tai polypropeeni haudattuihin siirtolinjoihin, fuusiosidottu epoksi korkean lämpötilan käyttöön ja kivihiiliterva tai epoksi kenttäliitoksiin ja korjauksiin. Pinnoitteen tulee kestää käsittelyä, maaperän rasitusta ja lämpöä ilman irtoamista.
Katodinen suojaus syöttää pienen tasavirran, joka siirtää putken potentiaalin suojatulle alueelle, niin että paljastetusta teräksestä tulee katodi anodin sijaan. Vaikutettuja virtajärjestelmiä käytetään pitkissä linjoissa ja galvaanisia anodijärjestelmiä lyhyemmille tai eristetyille osille. Suojaus varmistetaan tiiviillä potentiaalitutkimuksilla ja putken viereen haudatuilla kuponkeilla.
Tarkastus, valvonta ja yleiset sudenkuopat
Älykäs tiivistys magneettivuovuodoilla tai ultraäänityökaluilla on edelleen ensisijainen menetelmä metallihäviön havaitsemiseen, jota tukevat hydrostaattiset testaukset, tasavirtajännitegradienttitutkimukset pinnoitevirheiden varalta ja ultraääni seinämän paksuuden mittaus saavutettavista paikoista. Kuponki- ja anturivalvonta antaa jatkuvan kuvan sisäisestä korroosionopeudesta tarkastusten välillä.
Yleisimmät virheet ovat putkilinjan käsitteleminen yhtenä järjestelmänä, kun nestekemia vaihtelee sen pituudella, putken päällystäminen, mutta katodisuojauksen käyttöönotto vuosia myöhemmin, ja oletus, että pinnoitettu putki ei tarvitse suojaa. Irronnut pinnoite voi suojata terästä katodiselta virralta ja luoda raon, joka syöpyy nopeammin kuin pinnoittamaton pinta. Toinen toistuva virhe on inhibiittoriannoksen asettaminen sopimuksella mitatun korroosionopeuden sijaan, mikä jättää linjan alle suojattuna sitä eniten tarvitsevilla osilla.
FAQ
K: Mikä on tärkein syy öljyputkien korroosioon?
Tuotettuun veteen liuenneen hiilidioksidin ja rikkivedyn aiheuttama sähkökemiallinen korroosio on yleisin sisäinen mekanismi, kun taas pinnoitevaurio yhdistettynä riittämättömään katodisuojaukseen on yleisin ulkoinen syy.
K: Voiko pinnoitettu putki vielä syöpyä?
Kyllä. Kaikki loma-, mekaaniset vauriot tai irronneen pinnoitteen alue paljastaa paljaan teräksen, ja jos katodinen suoja puuttuu tai se on suojattu, tämä pieni alue syöpyy nopeasti, koska katodinen alue ympärillä on erittäin suuri.
K: Kuinka katodisuojaus pysäyttää korroosion?
Se käyttää tasavirtaa, joka alentaa putken -to-maapotentiaalia, kunnes teräspinta ei enää toimi anodina, joten rautaa liuottava sähkökemiallinen reaktio tukahdutetaan sen sijaan, että se vain hidastuu.
K: Ovatko korroosionestoaineet tehokkaita kaikissa putkistoissa?
Ei. Suorituskyky riippuu nesteen kemiasta, vesileikkauksesta, lämpötilasta ja virtaustilasta. Inhibiittorit hyväksytään tavallisesti laboratoriotesteillä ja varmistetaan kenttäkupongivalvonnalla ennen kuin annostusohjelma on vahvistettu.
K: Miten putkiston korroosio havaitaan ennen vuodon ilmenemistä?
Linjatarkastus magneettivuovuodolla tai ultraäänityökaluilla kartoittaa seinämän häviön koko linjalta, ja sitä tukevat hydrostaattiset testaukset, pinnoitetutkimukset, seinämän paksuuden mittaus ja sisäinen korroosion valvonta.
K: Mitä putkimateriaalia käytetään voimakkaasti syövyttävään huoltoon?
Jos estohiiliteräs ei kestä suunniteltua käyttöikää, käyttäjät siirtyvät korkealaatuisiin putkiin, sisävuorattuihin putkiin tai korroosionkestäviin metalliseosputkiin, jotka valitaan mitattujen hiilidioksidin ja rikkivedyn osapaineiden mukaan.
